2003 IEDMにおいてインフィニオンが強力な研究活動の成果を発表
独インフィニオンテクノロジーズは、12月8日~10日に米国のワシントンDCで開催される権威ある2003年度IEEE国際電子デバイス会議(IEDM)で、幾つかの技術発表によって、研 究開発活動のハイライトを報告します。これらの論文では、DRAM、有機半導体およびメモリ、生体認証センサ、革新プロセス等に関する最近の開発動向を紹介し、「アンビエント・インテリジェンス」ア プリケーションの鍵となる技術を示します。今年度の同会議への参加は、研究開発におけるインフィニオンの先導的地位の強化につながります。
IEDMは毎年12月に開かれる、マイクロエレクトロニクスやナノエレクトロニクス関連のデバイスとプロセスの進歩を発表する世界第一級の会議の一つです。今年度は、シ リコン系および非シリコン系の電子デバイス技術、オプトエレクトロニクス、MEMS(マイクロ・エレクトロメカニカル・システム)、分子エレクトロニクスなど、多 方面における先導的な成果を伝える230件以上の論文が発表されます。インフィニオンによる技術発表の表題と要約を、以下にご紹介します。
高密度不揮発性メモリ用の有機素材
不揮発性メモリ用として、多くの有機素材や無機素材が提案されてきました。インフィニオンはIEDMで、斬新な有機素材をベースとした不揮発性メモリのためのセル・コ ンセプトとその要件を報告します。この技術で作られたメモリセルはすでに有望な信頼性データを示しています。コンダクタンスをスイッチングする働きを示す有機メモリ材料に関して、1 年以上かけて収集したデータを今回初めて公開します。更なる研究では、この素材は寸法20nm以下にまでスケーリングできる可能性が示されています。この有機素材は、不 揮発性メモリに使える記憶素材として魅力的な候補です。
バルク弾性波共振器をベースにした生体認証センサ
マイクロエレクトロニクスの新しい応用として大きい潜在力を秘めている市場は、医薬および診断用のソリューションです。現在は光学的センサの使用が一般的です。インフィニオンは、 質量センシングにバルク弾性波発振器を使った、界面生化学をベースとする新しい生体認証原理を開発しました。この方式は、在来の複雑で高価な光学的ソリューションを、安 価で高感度の電子センサシステムで置き換えられる利点を持っています。1平方μmあたり0.1ng(ナノグラム)以上という記録的な解像度がすでに実証されています。このシステムは、た んぱく質抗体検出やDNAハイブリダイゼーション検出など、医薬ないしヘルスケアの広範なアプリケーションをカバーする多様な目的に好適です。
第四の素材:新しいDRAM集積方式を可能にする熱的に安定な有機ポリマー
シリコン半導体の世界に取り組むプロセス・エンジニアは、同じ問題に直面しています。すなわち、集積方式の大半が、シリコン、酸化シリコン、窒化シリコンなど、少 数の素材をベースとしていることです。これらの素材しか使わないとすると、集積の選択肢は限定されます。第四の選択肢としてのレジストは、高温処理ができないという制約があります。イ ンフィニオンが共同開発した熱的に安定な有機ポリマーは、新しい集積方式を可能にする、相反する長所を兼備しています。インフィニオンは、DRAMトレンチ集積スキームに、あ る有機材料が使用できることを発表します。この新集積方式では、理想的なギャップフィル特性、良好な平坦性、450℃を超える高温安定性を備えた、ある有機スピンオン・ポリマーの改良版を使っています。1 40nmルールで製造された256M DDR DRAMチップは、高い歩留まりを示しています。この方式は、新開発材料を用いた前工程(FEOL)集積スキームの実用性を実証しています。さらに、こ の実証された集積スキームは、DRAMトレンチ構造を70nm以下の世代にまで拡張することを可能にします。
サブスレショルド・スイング100mV/decadeの分子薄膜トランジスタ
多様なアプリケーションに向けて、各種の有機薄膜トランジスタ(TFT)が開発されています。伝統的な有機TFTの最大の問題の一つは動作電圧が高いことで、し ばしば20Vを超えます。インフィニオンは、高電子移動度有機半導体(ペンタセン)と非常に薄いSAM(自己組織化単分子膜)ゲート絶縁膜を使用した、分子薄膜トランジスタを発表します。有 機トランジスタ用のゲート絶縁膜分野におけるこのブレークスルーによって、トランジスタの動作電圧を1Vまで下げることが実現され、サブスレショルドのスイング(揺れ)は 100mV/decadeにまで低減しました。チャネル長5μmのトランジスタについて測定された相互コンダクタンスは0.01μS/μmでした。この値は、こ れまでに報告された有機半導体デバイスの相互コンダクタンスとして最大です。
DRAMトレンチ領域に対するアルミナ原子層堆積法(ALD)モデル
DRAMセルのシュリンクに伴うアスペクト比(縦横比)の増加により、高誘電率絶縁膜に対する段差被覆性と成膜均一性に関する要求がますます高まっています。原子層堆積法( ALD)を用いた場合でも、こうした仕様を満たすのは容易ではありません。シミュレーションによってこの課題を支援するため、インフィニオンは、現在利用できる広範なプリカーソル、プロセス条件、ツ ールに対応した、斬新なALDモデルを開発しました。高アスペクト比トレンチ領域への、トリメチルアルミニウム(TMA)とO3、O(原子状の酸素)もしくはH2Oを用いたアルミナ(Al2O3)の ALDについて検証を行いました。この効率的なモデルをカスタム仕様の構造スケールシミュレータに移植し、液体力学的な反応炉シミュレータと組み合わせた結果、原子スケール、構造スケール、反 応炉スケールに関して、ALDの首尾一貫した描写が得られました。このマルチスケール手法により、将 来のDRAM世代に対して高アスペクト比トレンチ領域への絶縁体ALDを適用する際の膜プロファイル進化をシミュレーションすることが初めて可能となります。
超微細化SOIトランジスタの内部トランスポートを検証するための原子レベルの強束縛計算(招待論文)
インフィニオンは、ゲート長およびチャネル厚が10nm以下という高度に微細化されたトランジスタに対する、トランスポートの正確なシミュレーションを発表します。1 0nm以下とは、チャネルに沿ってシリコン原子の並ぶ数が50個以下に相当します。ここで使われる計算は、トランジスタの基本的な格子構造を前提とした斬新な方法をベースにしています。これにより、超 小型トランジスタのデバイス挙動に及ぼす原子レベルの効果を直接検証することが初めて可能となります。インフィニオンは、原子スケールの変動、歪み、合金効果、欠陥、ゲ ート酸化膜トンネリングやデバイス微細化にともなう量子力学現象に関して、多くの知見を紹介します。注目されるのは、プロセスのトレランスが厳格に管理されていれば、ゲ ート長を少なくとも4~6nmまで縮小しても、トランジスタが正常に動作することが予見されることです。今回発表する成果は、ナノ・ト ランジスタを原子レベルでシミュレーションするという目標への更なる一歩となります。
情報化社会の鍵となるアンビエント・インテリジェンス(招待論文)
この招待論文では、「アンビエント・インテリジェンス」の実現に向けた最新の成果を紹介しています。ユーザにとって、電子機器や電子デバイスは背景に退き、それに代わって、サ ービスと機能性が関心事となっています。この動きにおいて鍵となるのは、ヒューマン・マシン・インターフェイスを大きく向上させるシステム・ソリューションです。その線に沿って、インフィニオンは、安 価な電子技術およびシステムから、ユビキタスなセンサ・ネットワークやスマート・テキスタイル用エレクトロニクスに至る、鍵となる技術とシステムを紹介します。この発表は、要約すると、エ レクトロニクスが人間のニーズを普遍的、直観的かつ便利な方法で満たす未来世界へ向けた、半導体技術のロードマップを示しています。
インフィニオンについて
インフィニオンテクノロジーズ(Infineon Technologies AG)は、ドイツのミュンヘンに本社を置き、自 動車および産業分野や有線通信市場のアプリケーションへ向けた半導体およびシステムソリューション、セキュア・モバイル・ソリューション、メモリ製品などを供給しています。米国ではカリフォルニア州サンノゼ、ア ジア太平洋地域ではシンガポール、そして日本では東京を拠点として活動しています。2003会計年度(9月決算)の売上高は61億5,000万ユーロ、2003年9月末の従業員数は約32,300名でした。イ ンフィニオンは、フランクフルトとニューヨークの証券取引所に株式上場されています。
Information Number
INFCPR200312.020